自动重合闸与继电保护的配合输电线路的综合自动重合闸解读
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第四节 自动重合闸 与继电保护的配合
第四节 自动重合闸与继电保护的配合
1、重合闸前加速保护 重合闸前加速保护，又称“前加速”。一般用于 单侧电源辐射形电网中，重合闸仅装在靠近线路 的电源一侧。 当线路上发生故障时，靠近电源侧的线路保护首先 瞬时无选择性动作跳闸，而后借助ARC来纠正这种 非选择性动作。当重合于永久性故障上时，无选择 性的保护自动解除，保护按各段线路原有选择性要 求动作。
3、应考虑非全相运行对继电保护的影响 采用综合重合闸后，要求在单相接地短路时只跳开 故障相的断路器，这样重合闸周期内出现了只有两相 运行的非全相运行状态，使线路处于不对称的运行状 态，此时会出现负序和零序分量的电流和电压，这就 可能引起本线路保护以及系统中的其他保护误动作。 对于可能误动的保护，一般由三种方法：在单相重 合闸动作时予以闭锁，在保护的动作值上躲开非全相 运行数值或动作时限大于单相重合闸周期。
图3－8
重合闸前加速保护说明图
采用重合闸前加速保护的优点是： 1）能快速切除线路上的瞬时性故障。 2）由于能快速切除瞬时性故障，此时绝缘损坏不 严重，故障点发展成永久性故障的可能性小，从而 提高重合闸的成功率。 3）由于能快速切除故障，保证发电厂和重要变电 所的负荷少受影响。 4）使用设备少，只需一套ARC装置，简单经济。
3）阻抗选相元件。阻抗选相元件用三个低阻抗继 电器分别接于三个相电压和经过零序补偿的相电 流上，采用带零序电流补偿的接线，即三个低阻 抗继电器接入的电压、电流分别为：
4）相电流差突变量选相元件。相电流差突变量选相 元件是根据两相电流之差构成的三个选相元件，当 线路发生故障时，故障相电流在故障瞬间几乎是突 然变化的，因此有故障相电流输入的那个选相元件 动作，无故障相电流输入的选相元件不动。
采用后加速保护的缺点是： 1）首次故障的切除可能带有时限，故障切除较慢， 影响自动重合闸的成功率。 2）重合闸后加速要求每条线路的断路器均应设 ARC，与前加速保护相比就较复杂一些，投资也较 大。
第五节 输电线路的综合自动重合闸
把单相重合闸和三相重合闸综合在一起考虑，即 当发生单相接地短路时，采用单相重合闸方式； 当发生相间短路时，采用三相重合闸方式。综合 这两种重合闸方式的装置，称为综合重合闸装置。
故障相别
dI AB
＋
dI BC
－
dI CA
＋
A
单相接地
B
C
＋
－
＋ຫໍສະໝຸດ Baidu
＋
－
＋
AB 两相短路或两相短路接地 BC CA
＋ ＋ ＋
＋ ＋ ＋
＋ ＋ ＋
三相短路
ABC
＋
＋
＋
2、应考虑潜供电流对单相重合闸的影响
图3-9 C相单相接地时，潜供电流的示意图
当发生单相接地故障时，故障相自两侧断开后， 这时，短路电流虽然已被切断，但在故障点的弧 光通道中，仍然以下三种电流（潜供电流）：
2）单相重合闸方式。线路上发生单相故障时，实行 单相自动重合闸，当重合到永久性单相故障时，保 护动作断开三相并不再进行重合。当线路上发生相 间故障时，保护动作断开三相后不再进行自动重合。 3）三相重合闸方式。线路上发生任何形式的故障时， 均实行三相自动重合闸。当重合到永久性故障时， 断开三相并不再进行自动重合。 4）停用方式。线路上发生任何形式的故障时，均 断开三相不进行重合。
二、综合重合闸的特殊问题 1、需要设置故障选相元件
要求在综合重合闸装置中，设置具有判断故障 性质的故障判别元件和区分故障相的故障相选 择元件，简称选项元件。
选相元件是实现单相自动重合闸的重要元件，其 任务是当线路发生接地短路时选出故障相。对选 相元件的基本要求是： 1、首先应保证选择性，即选相元件与继电保护相 配合只跳开发生故障的那一相，而接于另外两相 的选相元件不应动作； 2、应保证足够的灵敏度，当故障相线路末端发生 单相接地短路时，接于该相上的选相元件应动作。
常用的选相元件有如下几种： 1）相电流选相元件。在每相上各装设一个过电 流继电器，当线路发生接地短路时，故障相电流 增大，装在该相上的过电流继电器动作，这就构 成了相电流选相元件。 2）相电压选相元件。在每相上各装设一个低电 压继电器，当线路发生接地故障时，故障相电压 降低，装在故障相的低电压继电器动作，这就构 成了相电压选相元件。
用符号d表示突变量，三个继电器所反映的电流分 别为：
d I I dI AB A B d I I dI BC B C dI CA d I C I A
表3-3
各种类型故障下相电流差突变量选相元件动作情况
选相元件
故障类型
采用重合闸前加速保护的缺点是： 1）靠近电源一侧断路器切除故障次数与合闸次数多，工作 条件恶化。一旦此断路器因故障拒动，则使停电范围扩大。 2）当ARC拒动或QF1拒合时，将扩大停电范围，甚至在最 末一级线路上的故障，也能造成除A母线用户外其他所有用 户的停电。 3）当重合于永久性故障上时，无选择性的保护自动解除， 保护按各段线路原有选择性要求动作，会造成故障切除的时 间可能较长。 4）当线路上发生故障时，靠近电源侧的线路保护首先瞬时 无选择性动作跳闸，此时会造成除A母线负荷外，其他用户 都要暂时停电。
一、综合重合闸的重合闸方式 1）综合重合闸方式。线路上发生单相接地故障时， 故障相跳开，实行单相自动重合闸，当重合到永 久性单相故障时，若不允许长期非全相运行，则 应断开三相并不再进行自动重合；若允许长期非 全相运行，保护第二次动作跳开故障相，实行非 全相运行。当线路上发生相间短路故障时，三相 断路器都跳开，实行三相自动重合闸，当重合到 永久性相间故障时，断开三相并不再进行自动重 合。
1、重合闸后加速保护 自动重合闸后加速保护，又称“后加速”。当采 用后加速的方式时，在线路各段上都装设了有选 择性的保护和自动重合闸。当线路上发生故障时， 各段线路保护首先按有选择性的方式动作跳闸， 然后由故障线路的自动重合闸装置进行重合。
采用重合闸后加速保护的优点是： 1）首次切除故障是有选择性的，避免了扩大停电范 围。 2）重合于永久性故障线路，仍能快速、有选择性的 将故障切除，有利于系统并列运行的稳定性。 3）应用不受网络结构和负荷条件的限制。
第四节 自动重合闸与继电保护的配合
1、重合闸前加速保护 重合闸前加速保护，又称“前加速”。一般用于 单侧电源辐射形电网中，重合闸仅装在靠近线路 的电源一侧。 当线路上发生故障时，靠近电源侧的线路保护首先 瞬时无选择性动作跳闸，而后借助ARC来纠正这种 非选择性动作。当重合于永久性故障上时，无选择 性的保护自动解除，保护按各段线路原有选择性要 求动作。
3、应考虑非全相运行对继电保护的影响 采用综合重合闸后，要求在单相接地短路时只跳开 故障相的断路器，这样重合闸周期内出现了只有两相 运行的非全相运行状态，使线路处于不对称的运行状 态，此时会出现负序和零序分量的电流和电压，这就 可能引起本线路保护以及系统中的其他保护误动作。 对于可能误动的保护，一般由三种方法：在单相重 合闸动作时予以闭锁，在保护的动作值上躲开非全相 运行数值或动作时限大于单相重合闸周期。
图3－8
重合闸前加速保护说明图
采用重合闸前加速保护的优点是： 1）能快速切除线路上的瞬时性故障。 2）由于能快速切除瞬时性故障，此时绝缘损坏不 严重，故障点发展成永久性故障的可能性小，从而 提高重合闸的成功率。 3）由于能快速切除故障，保证发电厂和重要变电 所的负荷少受影响。 4）使用设备少，只需一套ARC装置，简单经济。
3）阻抗选相元件。阻抗选相元件用三个低阻抗继 电器分别接于三个相电压和经过零序补偿的相电 流上，采用带零序电流补偿的接线，即三个低阻 抗继电器接入的电压、电流分别为：
4）相电流差突变量选相元件。相电流差突变量选相 元件是根据两相电流之差构成的三个选相元件，当 线路发生故障时，故障相电流在故障瞬间几乎是突 然变化的，因此有故障相电流输入的那个选相元件 动作，无故障相电流输入的选相元件不动。
采用后加速保护的缺点是： 1）首次故障的切除可能带有时限，故障切除较慢， 影响自动重合闸的成功率。 2）重合闸后加速要求每条线路的断路器均应设 ARC，与前加速保护相比就较复杂一些，投资也较 大。
第五节 输电线路的综合自动重合闸
把单相重合闸和三相重合闸综合在一起考虑，即 当发生单相接地短路时，采用单相重合闸方式； 当发生相间短路时，采用三相重合闸方式。综合 这两种重合闸方式的装置，称为综合重合闸装置。
故障相别
dI AB
＋
dI BC
－
dI CA
＋
A
单相接地
B
C
＋
－
＋ຫໍສະໝຸດ Baidu
＋
－
＋
AB 两相短路或两相短路接地 BC CA
＋ ＋ ＋
＋ ＋ ＋
＋ ＋ ＋
三相短路
ABC
＋
＋
＋
2、应考虑潜供电流对单相重合闸的影响
图3-9 C相单相接地时，潜供电流的示意图
当发生单相接地故障时，故障相自两侧断开后， 这时，短路电流虽然已被切断，但在故障点的弧 光通道中，仍然以下三种电流（潜供电流）：
2）单相重合闸方式。线路上发生单相故障时，实行 单相自动重合闸，当重合到永久性单相故障时，保 护动作断开三相并不再进行重合。当线路上发生相 间故障时，保护动作断开三相后不再进行自动重合。 3）三相重合闸方式。线路上发生任何形式的故障时， 均实行三相自动重合闸。当重合到永久性故障时， 断开三相并不再进行自动重合。 4）停用方式。线路上发生任何形式的故障时，均 断开三相不进行重合。
二、综合重合闸的特殊问题 1、需要设置故障选相元件
要求在综合重合闸装置中，设置具有判断故障 性质的故障判别元件和区分故障相的故障相选 择元件，简称选项元件。
选相元件是实现单相自动重合闸的重要元件，其 任务是当线路发生接地短路时选出故障相。对选 相元件的基本要求是： 1、首先应保证选择性，即选相元件与继电保护相 配合只跳开发生故障的那一相，而接于另外两相 的选相元件不应动作； 2、应保证足够的灵敏度，当故障相线路末端发生 单相接地短路时，接于该相上的选相元件应动作。
常用的选相元件有如下几种： 1）相电流选相元件。在每相上各装设一个过电 流继电器，当线路发生接地短路时，故障相电流 增大，装在该相上的过电流继电器动作，这就构 成了相电流选相元件。 2）相电压选相元件。在每相上各装设一个低电 压继电器，当线路发生接地故障时，故障相电压 降低，装在故障相的低电压继电器动作，这就构 成了相电压选相元件。
用符号d表示突变量，三个继电器所反映的电流分 别为：
d I I dI AB A B d I I dI BC B C dI CA d I C I A
表3-3
各种类型故障下相电流差突变量选相元件动作情况
选相元件
故障类型
采用重合闸前加速保护的缺点是： 1）靠近电源一侧断路器切除故障次数与合闸次数多，工作 条件恶化。一旦此断路器因故障拒动，则使停电范围扩大。 2）当ARC拒动或QF1拒合时，将扩大停电范围，甚至在最 末一级线路上的故障，也能造成除A母线用户外其他所有用 户的停电。 3）当重合于永久性故障上时，无选择性的保护自动解除， 保护按各段线路原有选择性要求动作，会造成故障切除的时 间可能较长。 4）当线路上发生故障时，靠近电源侧的线路保护首先瞬时 无选择性动作跳闸，此时会造成除A母线负荷外，其他用户 都要暂时停电。
一、综合重合闸的重合闸方式 1）综合重合闸方式。线路上发生单相接地故障时， 故障相跳开，实行单相自动重合闸，当重合到永 久性单相故障时，若不允许长期非全相运行，则 应断开三相并不再进行自动重合；若允许长期非 全相运行，保护第二次动作跳开故障相，实行非 全相运行。当线路上发生相间短路故障时，三相 断路器都跳开，实行三相自动重合闸，当重合到 永久性相间故障时，断开三相并不再进行自动重 合。
1、重合闸后加速保护 自动重合闸后加速保护，又称“后加速”。当采 用后加速的方式时，在线路各段上都装设了有选 择性的保护和自动重合闸。当线路上发生故障时， 各段线路保护首先按有选择性的方式动作跳闸， 然后由故障线路的自动重合闸装置进行重合。
采用重合闸后加速保护的优点是： 1）首次切除故障是有选择性的，避免了扩大停电范 围。 2）重合于永久性故障线路，仍能快速、有选择性的 将故障切除，有利于系统并列运行的稳定性。 3）应用不受网络结构和负荷条件的限制。